Создать новый дом для человечества — не самая простая задача.
Превратить пустую чужую планету в подобие Земли, создать человечеству второй дом — с лёгкой руки писателей-фантастов, кинорежиссёров и разработчиков игр эта, казалось бы, несбыточная мечта стала целью не только для многих учёных, но и для миллионов простых людей.
Чтобы человек мог существовать на поверхности какой-либо планеты нужно, казалось бы, немного — воздух, чтобы дышать, вода, чтобы пить. Если выполнены эти два условия, то третье — животная и растительная пища, появится само собой. Но в действительности всё гораздо сложнее.
Рассуждая о терраформинге, стоит сразу исключить из нашего маленького исследования планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В силу своей структуры и состава они просто не имеют твёрдой поверхности, на которую могла бы ступить нога космонавта. Окажись такой несчастный вблизи любой и указанных выше планет, например, притянутый её гравитацией, он просто бесконечно долго погружался бы в плотную газовую атмосферу, пока давление не раздавило бы его скафандр. Однако у планет-гигантов есть твёрдые спутники. И вот они уже представляют для человечества интерес.
Звёздный ветер и магнитосфера
Одной из главных помех в терраформировании твёрдых планет и спутников нашей системы является, как ни странно, Солнце. То самое светило, которое даёт нам энергию, и без которого невозможно было бы появление жизни. Все эти истины, заученные ещё в школе, абсолютно верны и сегодня. Однако Солнце имеет двоякую природу и способно как дарить жизнь, так и отнимать её.
Всё дело в таком явлении как звёздный ветер. Это непрерывный поток частиц, который исходит от любой звезды, в том числе и от Солнца. Он обладает высокой радиоактивностью и может губительно воздействовать на высокоразвитые живые организмы и даже на саму планетарную атмосферу.
Представьте себе бесконечный поток воды, который год за годом, столетие за столетием омывает, например, кирпич. Песчинка за песчинкой вода будет размывать изначально твёрдый материал, пока много-много времени спустя от него вообще ничего не останется. Звёздный ветер действует по такому же принципу. И пускай напор этого потока частиц ощущается не так сильно, как напор воды, но и воздействует он всего лишь на лёгкие газы в составе планетарных атмосфер, постепенно «отламывая» их частички от родных планет.
Препятствием для воздействия звёздного ветра является такое явление как магнитосфера. Вспомним школьный эксперимент, когда мы пытаемся соединить магниты сторонами с одинаковым зарядом, а они отталкиваются. У Земли и некоторых других планет существует естественное магнитное поле, которое отталкивает большую часть частиц, составляющих звёздный ветер. Поэтому радиация у нас держится на приемлемом для человека уровне. А атмосфера не «вымывается» и пригодна для жизни.
Однако на большинстве других больших и малых планет солнечной системы магнитосфера либо отсутствует, либо слишком слаба, чтобы помешать воздействию звёздного ветра. Планеты-гиганты к тому же обладают собственным радиационным фоном. Всё это превращает гипотетический процесс терраформирования в очень непростую задачу. А ведь это только первая из возникающих в процессе проблем.
Атмосфера и биосфера
Вторая важная проблема — атмосфера. С точки зрения профессиональных исследователей космоса атмосфера есть у каждой из планет в Солнечной системе. Но с позиции обычного человека проще исходить из того, что на планетах и спутниках с твёрдой поверхностью атмосферы нет почти нигде, кроме Земли и Венеры. Потому что во всех остальных случаях давление её настолько незначительно, что о поддержании какой-то высокоразвитой жизни и речи не идёт. А имеющие атмосферы планеты-гиганты мы отбросили ранее.
Желательно, разумеется, чтобы атмосфера была пригодна для дыхания человека. Однако в Солнечной системе такой нет нигде, кроме Земли. Однако ещё одна не менее важная её функция — удержание на планете пригодной для жизни температуры, не слишком низкой, но и не слишком высокой. Из-за этого на Марсе или на спутниках внешних планет, не избалованных солнечным теплом, атмосферу необходимо «сгустить». А на Венере, где она состоит в основном из различных серных соединений, наоборот — проредить. Кроме того, газовая оболочка служит дополнительной преградой для звездного ветра и защищает поверхность от космической радиации.
Только после того, как на планете окажется достаточно CO2, можно будет посылать на поверхность микроорганизмы, лишайники и простейшие растения, которые будут вырабатывать кислород и делать атмосферу пригодной для дыхания человека.
Космос и политика
Таков примерный алгоритм терраформирования, который в будущем предстоит применить к иным мирам, чтобы превратить их в подобие Земли. Загвоздка лишь в том, что если даже человечество поймёт всю теоретическую основу процесса, в обозримом будущем у нас не будет ни сил, ни желания осуществлять такие мегапроекты. Почему?
Первая причина, как ни странно, не техническая, а политическая. В начале XXI века человеческая раса по-прежнему разделена на множество наций, государств, конфессий и идеологий. Международные организации вроде ООН не имеют реальных рычагов влияния, чтобы прекратить раздоры между отдельными группами и направить энергию всего человечества в какое-то полезное русло. А ни одно из существующих политических или коммерческих объединений не станет реализовывать сложнейшие проекты вроде терраморфирования в одиночку, зная, что воспользоваться результатами смогут все желающие.
К тому же, нет никаких гарантий, что оказавшись в новом лучшем мире космические колонисты не захотят повторить историю Вашингтона, Боливара, Ганди или других борцов за независимость. Уже в самых первых фантастических произведениях вроде «Луна – суровая хозяйка» Хайлайна (1965) или «Сами Боги» Азимова (1972) предсказывалось, что потомки переселенцев на других планетах не захотят быть придатками Земли.
Те же, кто этих книг не читал, могут вспомнить фильм «Вспомнить всё» с Арнольдом Шварценеггером. Это кино запомнилось не только женщиной-мутантом с тремя грудями и раздувшимся лицом главного героя, но и концепцией движения за независимость Марса от Земли.
Из более современных вещей можно также назвать книжную серию Джеймса Кори и её сериальную адаптацию под названием «Экспансия», где объединённая под эгидой ООН Земля, потомки марсианских колонистов и рабочие-повстанцы с малых планет и астероидов сражаются за господство над Солнечной системой.
Все эти фантастические сюжеты могут кому-то показаться надуманными, но только не политикам и промышленникам, которым гораздо проще контролировать человечество на Земле, чем в бесконечном космосе.
Технические аспекты
Предположим, что люди всё же договорились о скоординированных действиях по терраформингу. К сожалению, это не снимает проблему слишком низкого научно-технического уровня человечества.
Самый простой способ повысить температуру планеты, нарастить её геомагнитную активность и одновременно создать на ней атмосферу — провести бомбардировку крупными астероидами.
На планете с богатой биосферой, такой как Земля, подобное может вызвать массовое вымирание видов, вроде того, что 65 миллионов лет назад погубило динозавров. Но для безжизненного мира вроде Марса взрыв достаточной силы окажется плодотворным. Он выбросит в разреженную атмосферу много пыли и газов, что создаст парниковый эффект, повысит температуру поверхности на несколько градусов и вызовет тектонические процессы, которые усилят её магнитное поле.
А если подобный астероидный удар нанести по огромным ледяным шапкам Марса, это также высвободит огромную массу жидкой воды, что необходимо для создания и атмосферы и биосферы. В зависимости от своего химического состава такое небесное тело при бомбардировке может решать и другие разнообразные задачи процесса терраформинга.
Одна проблема — даже самые «сильные» современные ракеты, запускаемые с поверхности Земли, могут нести полезную нагрузку всего в несколько десятков тонн. И то лишь при доставке на околоземную орбиту.
В это же время даже самые небольшие астероиды, которые могут использоваться для «отопления» Марса, весят десятки и сотни тысяч тонн и находятся в главном поясе Солнечной системы — между орбитами Марса и Юпитера, куда до сих пор человечество не запускало ничего тяжелее аппаратов серии «Вояджер» весом всего 700 кг. Следует учесть также необходимые запасы топлива, которые позволят космическому буксиру не только долететь до пояса, но также маневрировать в нём, найти нужный астероид, сдвинуть его и направить к Марсу.
Очевидно, что самый простой способ освободить место внутри космических кораблей — собирать их не на поверхности Земли, а на околоземной орбите, где отсутствие атмосферы и гравитации серьёзно облегчает задачу. Соответственно, нужно ждать появления настоящих космических верфей, чего пока нет в планах ни у правительственных агентств вроде NASA, ESA или Роскосмоса, ни у частных компаний вроде SpaceX.
Альтернативы
Другой способ выработки газов для атмосферы и увеличения температуры планеты — создание на поверхности специальных производств. Те самые парниковые выбросы, о вреде которых для экологии Земли предупреждают всевозможные экологические организации, для Марса или других планет могут стать началом новой жизни.
Потенциально такой путь решает ещё проблему самих экологически вредных производств, которые оказывается проще переместить с Земли на Марс, где их вредоносный эффект окажется полезен. Примерно такой сценарий был реализован в серии игр Red Faction, однако и там существовала проблема политической дестабилизации Марса. Едва ли земные правительства захотят, чтобы у колонистов в случае объявления независимости оказалась своя полноценная промышленность.
Ещё один вариант — подрыв на поверхности планеты множества ядерных зарядов, которые проще доставить с Земли на Марс, чем буксировать огромные булыжники из пояса. Однако для сравнимого с астероидной бомбардировкой эффекта понадобиться больше ядерных зарядов, чем сейчас существует у всех государств Земли вместе взятых. А радиоактивное заражение, которое они вызовут, «съест» весь позитивный эффект терраформинга, сделав поверхность непригодной для жизни человека на долгие-долгие годы.
К тому же, оба альтернативных варианта не решают проблем с отсутствием магнитосферы. Без неё не может идти и речи ни о каких куполах или других сооружениях, которые фантасты уже сейчас щедро размещают прямо на поверхности Марса. Потому что доля онкологических заболеваний среди обитателей таких поселений будет в несколько раз превышать земной уровень. То есть первым поколениям марсиан придется вести полностью подземный образ жизни.
При этом Марс — самый простой пример. Он не так далёк от Земли, как спутники внешних планет. И он не похож на раскалённую печь, как близкие к Солнцу Венера и Меркурий. Если повысить температуру поверхности и создать атмосферу — это ещё хотя бы теоретически решаемые задачи, то вот охлаждение раскаленного Меркурия или преобразование серной атмосферы Венеры, которая разъедает даже металл — сегодня просто технически неосуществимо.
Неутешительные итоги
Техническая сторона терраформинга пока что плохо изучена. Однако даже самая приблизительная оценка позволяет сделать вывод, что превратить планеты нашей солнечной системы в подобие Земли человечество сможет ещё очень и очень нескоро.
В уже упоминавшейся серии «Экспансия» марсианские колонисты рассчитывали сделать планету пригодной для жизни человека к концу XXIV века нашей эры. Но даже такие прогнозы не кажутся реалистичными. По лору «Экспансии» на красной планете уже 200 лет существуют огромные города-купола, которые мало того, что игнорируют проблему радиации, так ещё и будут полностью уничтожены при астероидной бомбардировке планеты. Можно, конечно, предположить, что в «Экспансии» люди открыли какую-то иную технологию терраформинга, как открыли фантастически быстрый и эффективный «двигатель Эпштейна», но в таком случае это слишком грубое допущение, чтобы рассматривать его всерьез.
Из игр процесс терраформинга наиболее полно отражён в Spore. В это трудно поверить, но полуаркадная игра десятилетней давности показывает все основные аспекты терраформирования, применимые к различным типам планет. Тогда как в других даже довольно сложных играх, нам чаще всего нужно лишь нажать кнопку, списав немного ресурсов, и процесс превращения безжизненного камня в райский сад запустится автоматически.
Существует также стимулятор Universe Sandbox, вторая часть которого позволяет игроку примерно смоделировать процесс терраформинга. Но даже там не учитывается уровень технологий, которые понадобятся реальному человечеству, чтобы осуществить нечто подобное.
Понимание того, как терраформировать Солнечную систему хотя бы в исторически приемлемые сроки и с умеренными затратами ресурсов, сегодня отсутствует не только у массовой аудитории, но и у специалистов космической отрасли, которые заняты более насущными задачами. Поэтому тем, кто хочет найти пригодный для жизни человека мир вдали от Земли, следует надеяться на поиск подходящих экзопланет в соседних солнечных системах.
Однако писателей, режиссёров и разработчиков игр этот факт не смущает, и они продолжают рисовать для нас лучшие миры прямо по соседству с родной планетой. Насколько оправданными будут их смелые прогнозы, покажет лишь время. Ну и, в конце концов, человек может мечтать.
Источник: DTF
